【正文】 確實(shí)能有效地進(jìn)行避障。障礙物的檢測(cè)距離和小車(chē)的轉(zhuǎn)彎半徑對(duì)避障的效果有較大的影響，根據(jù)實(shí)際情況，調(diào)整轉(zhuǎn)彎角度可以達(dá)到較好的避障效果。 測(cè)速算法設(shè)計(jì)對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制既可采用開(kāi)環(huán)控制，也可采用閉環(huán)控制。與開(kāi)環(huán)控制相比，速度控制閉環(huán)系統(tǒng)的機(jī)械特性有以下優(yōu)越性：閉環(huán)系統(tǒng)的機(jī)械特性與開(kāi)環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性相比，其性能大大提高；理想空載轉(zhuǎn)速相同時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率（額定負(fù)載時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速降落與理想空載轉(zhuǎn)速之比）要小得多；當(dāng)要求的靜差率相同時(shí)，閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍可以大大提高。無(wú)刷直流電機(jī)的速度控制方案如圖43所示。圖43 電機(jī)速度控制 PID 控制算法PID控制是最早發(fā)展起來(lái)的控制策略之一，由于其算法簡(jiǎn)單、魯棒性好和可靠性高，被廣泛用于過(guò)程控制和運(yùn)動(dòng)控制中。數(shù)字PID控制算法是將模擬PID離散化得到，各參數(shù)有著明顯的物理意義，調(diào)整方便，所以PID控制器很受工程技術(shù)人員的喜愛(ài)。PID控制器各控制環(huán)節(jié)的作用是這樣的，比例控制(P控制)即時(shí)成比例地反應(yīng)控制系統(tǒng)的偏差信號(hào)e(t)，積分控制 (I控制)主要用于消除靜差，微分控制(D控制)反應(yīng)偏差信號(hào)的變化趨勢(shì)( 變化速率)。比例控制是對(duì)現(xiàn)在誤差的一種校正，積分控制是對(duì)過(guò)去誤差的校正，而微分控制是對(duì)將來(lái)可能的誤差的校正。數(shù)字PID控制算法如圖44所示.圖44 PID控制算法的簡(jiǎn)化示意圖， ……式（41）或者 ……式（42） 式中u 0—控制量的基值，即k=0時(shí)的控制；u（k）—第k個(gè)采樣時(shí)刻的控制； KP——比例放大系數(shù)； KI——積分放大系數(shù)；　 。KD——微分放大系數(shù)；　 。TS——采樣周期5 調(diào)試 調(diào)試方法由于本次實(shí)驗(yàn)需要捍接的電路模塊較多，特別是直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，對(duì)于電源電流的需要極大，我們先以直插式１２Ｖ電源開(kāi)始調(diào)試，小車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。但直插式電源對(duì)于運(yùn)動(dòng)的小車(chē)是個(gè)很大的束縛，極為不方便。所以考慮采用電池供電。市面上常用的有干電池和蓄電池。由于小車(chē)相當(dāng)耗電，９Ｖ的干電池用不了多久，就會(huì)出現(xiàn)開(kāi)關(guān)器件很難穩(wěn)定地給單片機(jī)送正確值的情況。只有當(dāng)更換新電池或小車(chē)剛剛啟動(dòng)時(shí)才會(huì)很準(zhǔn)確，經(jīng)過(guò)思考，這都是開(kāi)關(guān)元件消耗電量很大的原因，一旦電池電量不足其工作將會(huì)萎靡不振，于是我們可充電的蓄電池給小車(chē)供電，選擇合適的蓄電池可以很好的滿(mǎn)足小車(chē)耗電量大的情況。在前輪PWM驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向電路運(yùn)行中，我們發(fā)現(xiàn)，電機(jī)只給一個(gè)轉(zhuǎn)向力，但保持長(zhǎng)期轉(zhuǎn)向時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)由于受到強(qiáng)行制動(dòng)而處于一種相對(duì)靜止的狀態(tài)，導(dǎo)致PWM驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生大量的熱量，我們既利用軟件使其盡量減少長(zhǎng)期單向轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，又在硬件上，在PWM驅(qū)動(dòng)板上涂上了一層散熱膠，即使發(fā)熱，也不會(huì)燒壞 PWM驅(qū)動(dòng)電路。在安裝上避障用光電開(kāi)關(guān)之后，其與其它所有開(kāi)關(guān)元件共用同一電源，在運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)三個(gè)用于尋跡用的開(kāi)關(guān)元件不能全部正常工作了，據(jù)分析，避障用光電開(kāi)關(guān)處接線(xiàn)不牢固，重新接線(xiàn)后工作正常。在電源開(kāi)啟后，小車(chē)循跡過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)原地打轉(zhuǎn)的情況。經(jīng)分析是由于軟件跑飛。經(jīng)考慮后加了一個(gè)看門(mén)狗，可以很好的遏制程序跑飛的情況。 測(cè)試結(jié)果與分析本次進(jìn)行了兩次調(diào)試。兩次都是在鋪有黑色硬紙條的軌道上進(jìn)行。不同的是第一次軌道上沒(méi)有設(shè)置障礙物，第二次放置了幾個(gè)紙箱作為障礙物。每組分別測(cè)試了三次。測(cè)試儀器：12V直流電源 秒表測(cè)試記錄數(shù)據(jù)如下表51和52.表51 速度測(cè)試次數(shù) 路面狀況 平紙板 水泥地面 有較大褶皺的紙板1 2 中途因底盤(pán)低而停止3 表52 循跡避障測(cè)試次數(shù) 項(xiàng)目 完成時(shí)間（s）行駛過(guò)程中脫離軌道次數(shù) 躲避障礙物時(shí)碰撞次數(shù)1 49 3 12 45 0 13 42 0 0*注：小車(chē)在因速度過(guò)快而脫離軌道后仍能自行返回原軌道，無(wú)須人為搬回。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，可以看出小車(chē)循跡避障功能基本實(shí)現(xiàn)。結(jié)果表明，小車(chē)能很好的完成循跡，即使循跡軌道發(fā)生改變也不影響。但避障結(jié)果并不是很理想。小車(chē)在檢測(cè)到障礙物后要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的調(diào)整才能避開(kāi)障礙物，這是由于采用的算法不夠理想。本設(shè)計(jì)采用的算法只適用于一般情況，特殊一些的情況就可能出現(xiàn)避障失敗。這也是本次設(shè)計(jì)的一個(gè)缺陷。在實(shí)際調(diào)試過(guò)程中小車(chē)發(fā)生過(guò)程序跑飛的情況，經(jīng)調(diào)整改進(jìn)程序后，小車(chē)運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定。能很好的完成沿黑色軌道前進(jìn)，改變軌道的形狀及轉(zhuǎn)彎角度，小車(chē)仍可以完成循跡任務(wù)。并避開(kāi)障礙物。液晶顯示速度正常。6 結(jié)論與展望本系統(tǒng)以設(shè)計(jì)采用AT89S52單片機(jī)為控制核心，根據(jù)所檢測(cè)的各種數(shù)據(jù)結(jié)合 PID控制算法實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車(chē)的智能控制。利用反射式光電傳感器檢測(cè)黑線(xiàn)實(shí)現(xiàn)小車(chē)循線(xiàn)，利用超聲波傳感器檢測(cè)道路上的障礙，控制電動(dòng)小車(chē)的自動(dòng)避障，光電碼盤(pán)實(shí)現(xiàn)小車(chē)的速度檢測(cè)，并通過(guò)液晶顯示。具有自動(dòng)尋跡和尋光功能。整個(gè)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，可靠性能高。實(shí)際測(cè)試效果較好。很好的滿(mǎn)足了題目的要求，并在題目的要求基礎(chǔ)上有一定發(fā)揮，增加了尋光和報(bào)警提示功能，以及增加速度檢測(cè)和顯示，使整個(gè)設(shè)計(jì)更人性化。致 謝！參考文獻(xiàn)[1] Zvi Lanechange maneuvers of autonomous vehicles[J].ASME Journal of DynamicsSystems,Measurement and . 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